高熵氧化物是由五种或五种以上金属组成的氧化物，其大的组成空间表明，可以很容易通过优化实现独特的性质。此外，对于催化中的应用，不同的局域原子环境导致了催化中间体的结合能分布。

近日，哥本哈根大学Katrine L. Svane报道了HEOs作为析氧反应（OER）催化剂的理论研究策略。受IrO₂和RuO₂高催化活性的启发，研究人员以基于Ir，Ru，Ti，Os和Rh的金红石型氧化物的(110)面为例。

文章要点

1）研究包括四个步骤：首先，选择一组单元，并考虑这些单元混合后的稳定性。其次，用密度泛函理论(DFT)计算了相关催化中间体的有限吸附能。在第三步中，拟合线性模型以预测所有可能的局域原子环境的吸附能，并基于这些吸附能预测各个位置的催化活性。在最后一步中，优化组合物以使催化活性最大化。

2）研究人员考虑了两种不同的反应机理，结果表明，优先选择的反应途径取决于局域原子环境。此外，两条反应路径的共存还导致相邻活性中心的相互依赖，这意味着组成不能直接优化。研究人员通过构建显式表面模型，并在整个四维组成空间中以规则的间隔评估催化活性，以确定最佳组成。

计算结果确定了主要由IrO₂和RuO₂组成的混合物比任何纯氧化物具有更高的催化活性，并强调了详细的反应机理理解对获得这一结果的重要性。

参考文献

Katrine L. Svane, Jan Rossmeisl, Theoretical Optimization of Compositions of High-Entropy Oxides for the Oxygen Evolution Reaction, Angew. Chem. Int. Ed. 2022

DOI: 10.1002/anie.202201146

https://doi.org/10.1002/anie.202201146